一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法技术

本发明专利技术涉及铸铁件制造技术领域，具体涉及一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，包括如下步骤：S1、向电炉内加入生铁、废钢、回炉料使用中频感应电炉熔化，再在炉料加入锰铁、增碳剂、硅铁，扒渣获得铁水；S2、铁水扒渣时取样，然后快速升温至1530～1550℃，停止加热，静置进行高温净化，然后降温至出铁温度；S3、铁水包中加入合金，对步骤S2得到的铁水出铁，出铁时进行一次随流孕育；S4、随流孕育后扒渣铁水浇注，浇注时进行瞬时孕育，浇注后即得。本发明专利技术解决了现有技术中HT300铸铁件生产质量不稳定的技术问题，所制得的铸铁件成品具有高强度、低应力的力学性能。低应力的力学性能。低应力的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法


[0001]本专利技术涉及铸铁件制造
，具体涉及一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法。

技术介绍

[0002]机床铸件多由HT300材质的机床床身、工作台、横梁、立柱、溜板等关键部件组成，大型数控机床部件特别是有精密加工要求的，其基础部件要求具有稳定的结构、较小的变形量、较高的精度保持性，而国内大部分机床铸造企业多采用低碳当量的控制方法来保证牌号，而忽略其使用性能。这种方法生产的铸件往往会带给铸件在初始阶段就存在较大的残余应力，这种应力的存在容易使铸件在敏感区域发生断裂或者直线导轨及工作面产生变形，以及铸件在加工过程中的产生加工硬化,导致产品加工精度达不到要求。铸造应力存在于产品成型的整个生命周期，因此，减小其初始应力成为铸造生产的一大技术难题。
[0003]据了解，国外机床部件的生产工艺多采用高碳当量及复合合金化的技术方法生产高强度、低应力铸件，此方法生产铸件的弹性模量较高，初始残余应力小，在后续热处理及加工过程中产生的变形量也小，零件在服役阶段的残余应力能够降到最低，同时具备较好切削加工性能，使机床部件具备较高的使用精度。因此，低应力铸造、选材以及生产前期的控制成为生产高精度保持性机床部件的核心技术之一。
[0004]绝大多数铸造企业从铸铁熔炼方面，没有将熔炼原材料、炉料配比以及化学成分的控制作为重点，没有形成一项规范的控制标准，往往冶金质量不稳定，以至于生产出的机床部件稳定性较差，品质良莠不齐。同时，在铸铁熔炼炉前处理方面常因处理阶段控制不够精细，铸件性能波动较大，造成产品在服役阶段表现极其不稳定，也是众多铸造企业存在的共性问题。

技术实现思路

[0005]针对铸件制造质量不稳定的技术问题，本专利技术提供一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，解决了现有技术中HT300铸铁件生产质量不稳定的技术问题，所制得的铸铁件成品具有高强度、低应力的力学性能。
[0006]本专利技术提供一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1、向电炉内依次加入生铁、废钢、回炉料使用中频感应电炉熔化，再在炉料加入锰铁、增碳剂、硅铁，当铁水温度升至142011430℃时扒渣获得铁水；炉内加料时应注意遵循先增锰
→
再增碳
→
最后补硅的顺序。增碳剂加入位置：在生铁、回炉、废钢等炉料加入炉内1/3至2/3或者中期时加入，增碳剂分2次加入，以便提高增碳剂吸收率；为不影响增碳效果，增碳剂和硅铁不要同时加入；
[0008]S2、铁水在1430℃扒渣时取样，然后快速升温至1530～1550℃，停止加热，静置5～10min，进行高温净化；根据浇注温度、浇包降温幅度，选择合适的出炉温度，铁水降温至出铁温度时，将铁液表面氧化渣挑净，并撒入少量覆盖剂防止铁液氧化；
[0009]S3、铁水包中加入合金，步骤S2得到的铁水出铁，出铁时进行一次随流孕育；
[0010]S4、随流孕育后扒渣铁水浇注，浇注时进行瞬时孕育，浇注后获得HT300铸铁件。
[0011]进一步的，步骤S1中，生铁、废钢、回炉料百分用量分别为5％110％、50％160％、30％145％。
[0012]进一步的，步骤S1中，铁水包括如下重量百分数的成分，当铸铁件壁厚＞120mm时，C3.00％13.10％、Si 1.1％11.2％、Mn 1.05％11.15％，P≤0.07％，S 0.05％10.06％，其余为铁；当铸铁件壁厚为601120mm时，C 3.05％13.15％、Si 1.1％11.2％、Mn 0.95％11.05％，P≤0.07％，S 0.04％10.06％，其余为铁；当铸铁件壁厚＜60mm时C 3.10％13.20％、Si 1.1％11.2％、Mn0.75％10.85％，P≤0.07％，S 0.04％10.06％，其余为铁。
[0013]进一步的，步骤S2中，扒渣取样时将取样勺没入铁水液面下200mm处进行取样，浇注白口试样和热分析试样，检测采用直读光谱、热分析仪相互校对的方式，确定准确含量；同时，取原铁水三角试块，判定孕育前白口宽度是否达到材质牌号要求，做好成分记录，以便追溯；调整铁液的碳、硅、锰、碳当量至符合要求，根据各元素含量进行调整，调整后再次取样化验，直至结果控制在要求范围内。
[0014]进一步的，步骤S3中，合金包括铜铬合金、铜锡合金和铜铬锡合金。合金处理后铁液中合金各元素成分百分含量为，Cu 0.6％10.8％，Sn 0.04％10.06％，Cr 0.25％10.30％。
[0015]进一步的，步骤S3中，随流孕育、瞬时孕育孕育剂均为硅粒，随流孕育孕育剂用量为0.3％10.6％，瞬时孕育孕育剂用量为0.1％10.15％。
[0016]进一步的，步骤S4中，终孕育处理后铁水包括如下重量百分数的成分，当铸铁件壁厚＞120mm时，C 3.0％13.1％、Si 1.85％12.05％、Mn 1.05％11.15％、P≤0.07％、S≤0.1、Cu 0.5％10.7％，Cr 0.25％10.3％、Sn 0.035％10.05％，其余为铁；当铸铁件壁厚为601120mm时，C 3.05％13.15％、Si 1.65％11.85％、Mn 0.95％11.05％、P≤0.07％、S 0.04％10.06％、Cu 0.5％10.7％，Cr 0.25％10.3％、Sn 0.035％10.05％，其余为铁；当铸铁件壁厚＜60mm时，C 3.10％13.20％、Si 1.55％11.75％、Mn 0.75％10.85％、P≤0.07％、S 0.04％10.06％、Cu 0.5％10.7％，Cr 0.25％10.3％、Sn0.035％10.05％，其余为铁。
[0017]进一步的，步骤S4中，随流孕育后进行包内扒渣，然后用覆盖剂覆盖保温。
[0018]进一步的，步骤S4中，浇注时间≤20min。
[0019]进一步的，制得铸铁件抗拉强度≥300MPa，弹性模量≥120GPa，铸件初始内应力≤110MPa。
[0020]进一步的，孕育后的铁水必须浇注三角试块和白口样，三角试块的白口宽度控制范围为：灰铁大型铸件3～5mm，中小型铸件1～3mm。如大于此数，要再加一定量的孕育剂进行处理。通常补加0.1％孕育量，可减少1mm白口宽度；三角试块的制取需要取原铁水和孕育后铁水同时判定，HT300原铁水三角试块白口宽度控制在8～18mm，孕育后白口宽度为0～3mm，断面感官细腻，敲击声清脆，打断费力。
[0021]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的本专利技术提供的高品质原材料配料比例、成分设计，结合精细的炉前处理手段，使得制得的HT300铸铁件力学性能达到：抗拉强度≥300MPa，弹性模量≥120GPa，硬度稳定在180～220HB，铸件初始内铸件初始内应力≤110MPa。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、向电炉内加入生铁、废钢、回炉料使用中频感应电炉熔化，再在炉料加入锰铁、增碳剂、硅铁，当铁水温度升至142011430℃时扒渣获得铁水；S2、铁水在1430℃扒渣时取样，然后快速升温至1530～1550℃，停止加热，静置5～10min，进行高温净化，然后降温至出铁温度；S3、铁水包中加入合金，步骤S2得到的铁水出铁，出铁时进行一次随流孕育；S4、随流孕育后扒渣铁水浇注，浇注时进行瞬时孕育，浇注后获得HT300铸铁件。2.如权利要求1所述的一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，其特征在于，步骤S1中，生铁、废钢、回炉料百分用量分别为5％110％、50％160％、30％145％。3.如权利要求1所述的一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，其特征在于，步骤S1中，铁水包括如下重量百分数的成分，当铸铁件壁厚＞120mm时，C 3.00％13.10％、Si1.1％11.2％、Mn 1.05％11.15％，P≤0.07％，S 0.05％10.06％，其余为铁；当铸铁件壁厚为601120mm时，C 3.05％13.15％、Si 1.1％11.2％、Mn 0.95％11.05％，P≤0.07％，S 0.04％10.06％，其余为铁；当铸铁件壁厚＜60mm时C 3.10％13.20％、Si 1.1％11.2％、Mn 0.75％10.85％，P≤0.07％，S 0.04％10.06％，其余为铁。4.如权利要求1所述的一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，其特征在于，步骤S2中，扒渣取样时将取样勺没入铁水液面下200mm处进行取样，浇注白口试样和热分析试样。5.如权利要求1所述的一种高强度低应力HT300铸铁件的制备方法，其特征在于，步骤S3中，合金包括铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树梓，夏恩华，万国庆，崔战廷，古元军，钟延堂，刘吉利，赵永升，陈广坤，武洪喜，王涛，
申请(专利权)人：济南二机床铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：